空间机械臂使用可靠性系统控制理论与优化控制方法PDF电子书下载

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第1章 空间机械臂使用可靠性系统控制基本概念 1

1.1空间机械臂使用可靠性系统控制概念提出 1

1.2空间机械臂应用过程特征分析 1

1.3空间机械臂使用可靠性系统控制概念内涵 2

1.4基于使用可靠度的空间机械臂使用可靠性建模 3

1.4.1基于贝叶斯估计的空间机械臂实时可靠性评价 3

1.4.2基于粒子滤波的空间机械臂实时可靠性评价 13

1.4.3小结 23

1.5本章小结 24

第2章 空间机械臂使用可靠性系统控制模型 25

2.1引言 25

2.2使用可靠性多约束多变量综合优化模型 26

2.3使用可靠性系统控制模型 27

2.4空间机械臂运动平稳性优化方法 29

2.5空间机械臂使用可靠性系统控制调度策略 42

2.6本章小结 47

第3章 空间机械臂使用可靠性影响因素与控制变量映射关系 48

3.1引言 48

3.2使用可靠性影响因素梳理 48

3.2.1使用可靠性影响因素 49

3.2.2控制变量 49

3.2.3中间响应层因素 50

3.3使用可靠性影响因素与控制变量映射关系 53

3.3.1中间响应层因素与控制变量间的数学关系 53

3.3.2使用可靠性影响因素与控制变量间的数学关系 61

3.4控制变量灵敏度分析 62

3.5本章小结 83

第4章 多约束多准则空间机械臂任务规划方法 84

4.1引言 84

4.2空间机械臂任务规划框架构建 85

4.3空间机械臂任务剖面分析 87

4.3.1分层任务网络规划器介绍 87

4.3.2空间机械臂分层任务网络规划域 89

4.3.3空间机械臂分层任务网络求解 92

4.4空间机械臂任务中间点规划及优化 94

4.4.1 A*算法介绍 94

4.4.2基于改进A*算法任务中间点规划 95

4.4.3基于虚拟障碍的双臂任务中间点规划 102

4.5仿真验证 103

4.5.1物体转移任务剖面分析算例 104

4.5.2移动任务中间点规划仿真 105

4.5.3多臂系统任务中间点规划仿真 106

4.6本章小结 108

第5章 多约束多目标空间机械臂轨迹优化方法 109

5.1引言 109

5.2空间机械臂多约束多目标轨迹优化问题建模 110

5.2.1多约束多目标优化问题数学模型 110

5.2.2空间机械臂任务约束条件分析 111

5.2.3空间机械臂任务优化目标分析 113

5.2.4最优化问题求解方法 116

5.3空间机械臂多约束多目标轨迹优化方法应用 118

5.3.1面向大负载点到点任务的空间机械臂轨迹优化 119

5.3.2考虑动力学特性的空间机械臂轨迹优化 136

5.4本章小结 145

第6章 时变动态约束下空间机械臂运动控制方法 146

6.1引言 146

6.2空间机械臂关节动力学模型 146

6.2.1空间机械臂关节非线性特性分析 146

6.2.2引入摩擦和迟滞非线性的空间机械臂关节动力学模型 150

6.2.3空间机械臂非线性关节的动力学模型仿真 153

6.3关节动态参数辨识与补偿 156

6.3.1空间机械臂关节的摩擦辨识与补偿 156

6.3.2空间机械臂关节的迟滞辨识与补偿 162

6.3.3空间机械臂关节的摩擦和迟滞辨识与补偿仿真 168

6.4动态时变约束下关节运动控制策略 172

6.5本章小结 176

第7章 空间机械臂故障自处理与参数调整策略 177

7.1引言 177

7.2空间机械臂关节故障自处理策略分析 177

7.3空间机械臂故障后性能评估 179

7.3.1基于蒙特卡罗法的机械臂容错空间分析 179

7.3.2基于关节可靠性的可靠容错工作空间 180

7.3.3基于可操作度指标的空间机械臂灵巧性分析 183

7.4空间机械臂故障后模型重构方法 187

7.4.1关节和连杆的标号规则 187

7.4.2基于DH参数方法运动学建模 189

7.4.3单关节锁定下的模型重构 193

7.4.4数值仿真验证 199

7.5考虑故障容错性能的空间机械臂轨迹优化 201

7.5.1空间机械臂关节构型集合求解方法 202

7.5.2基于多项式插值的关节轨迹规划 203

7.5.3基于多目标粒子群的全局容错轨迹优化过程 205

7.5.4数值仿真验证 209

7.6关节故障后参数突变抑制方法 212

7.6.1基于动力学可操作度的冗余度机械臂关节参数突变抑制 213

7.6.2关节失效时空间机械臂参数突变抑制控制策略研究 222

7.7本章小结 237

第8章 总结与展望 239

参考文献 243

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